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DISCIPLINA: Transferência de Calor
PROF.: Rafael S. Díaz
ALUNO:
Lista 1
(Data de entrega 19/03/2024)
1 –Um condicionador de ar deve manter uma sala, de 15 m de comprimento, 6 m de largura e 3 m
de altura a 22
o C. As paredes da sala, de 25 cm de espessura, são feitas de tijolos com
condutividade térmica de 0,14 Kcal/h.m.
o C e a área das janelas podem ser consideradas
desprezíveis. A face externa das paredes pode estar até a 40
o C em um dia de verão. Desprezando
a troca de calor pelo piso e pelo teto, que estão bem isolados, pede-se o calor a ser extraído da sala
pelo condicionador ( em HP ). (1 HP = 641,2 Kcal/h).
2 –Calcular a densidade de fluxo de calor na seção da parede (entre as linhas tracejadas), em
função das resistências R1, R2, R3, e R4. Considere k 1
=k 2
=k 4
=1,15[W/mK], k 3
= 1,00 [W/m K],
Profundidade = 1 [m]
3 –Uma casa tem um piso com uma área de 2000 pés
2 e uma altura média de 9 pés, situada a 5000
pés de altitude, onde a pressão atmosférica é 12,2 psia. Inicialmente a casa está a uma temperatura
uniforme de 50
o F. Então, liga-se o aquecedor elétrico até o ar no interior da casa atingir a
temperatura de 70
o F. Determine a quantidade de energia transferida para o ar admitindo que:
CENTRO FEDERAL
DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGIGA CELSO SUCKOW DA FONSECA
UNED NOVA IGUAÇÚ
(a) a casa é bem vedada e o ar do interior não escapa para o exterior durante o processo de
aquecimento.
(b) alguma quantidade de ar escapa através de fendas quando o ar aquecido no interior da casa
expande a pressão constante.
4 –Uma placa recebe 2800 W/m
2 de uma fonte de radiação da qual 30% é absorvida, 40%
transmitida e 30% refletida. A face superior da placa troca ainda calor por convecção com um
fluido a 80
0 C e coeficiente de troca de calor por convecção igual a 50 W/m
2 .K. A emissão de
radiação é desprezível. Sabendo-se que a capacidade térmica da placa é 2000 J/K.m
2 , pede-se
determinar a taxa de aumento de temperatura num momento em que a temperatura superficial é de
0 C.
5 – Se ligarmos uma resistência aquecedora de 20 Ohms em 220 V por 10 min, dentro de um
recipiente com 100 litros de água a 20 °C. Qual a temperatura final da água?. Potência (P)
fornecida pela resistência elétrica (P=IV, V=IR).
6 –Considere uma pessoa de pé em uma sala a 20
o C. Determinar a taxa total de transferência de
calor dessa pessoa, se a superfície exposta e a temperatura média da superfície da pessoa são 1,6m
2 ,
o C respectivamente. A emissividade da pessoa é ℰ=0,95 e o coeficiente de transferência de calor
por convecção é de 6W/m
2 .K.
7 –Com a perspectiva de calcular a transferência e calor entre um corpo humano e sua vizinhança,
focamos em uma camada de pele e gordura, com sua superfície externa exposta ao ambiente e sua
superfície interna a uma temperatura um pouco abaixo da temperatura corporal, Ti=
0 C = 308 K.
Considere uma pessoa com uma camada de pele/gordura com espessura L=3 mm e com uma
condutividade térmica efetiva k=0,3 W/m.K). A pessoa tem uma área superficial de 1,8 m
2 e está
vestindo roupa de banho. A emissividade da pele é ɛ= 0,95. Para acelerar a solução, escrever o
fluxo térmico por radiação em função do coeficiente de transferência de calor por radiação (h r
W/m
2 .K).
a) Estando a pessoa no ar em repouso a T ∞ = 297 K, qual é a temperatura superficial da pele e
a taxa de perda de calor para o ambiente. A transferência de calor por convecção para o ar é
caracterizada por um coeficiente de convecção natural h=2 W/( m
2 .K).
b) Estando a pessoa imersa em água a T ∞ = 297 K, qual é a temperatura superficial da pele e
a taxa de perda de calor. A transferência de calor para a água é caracterizada por um
coeficiente de convecção h=200W/( m
2 .K).
